工程結構故障診斷方法及其對振動臺試品的應用研究

羅旻 沈君

摘 要：對于工程結構故障診斷方式近年來比較活躍的是結構動態檢測法，工程振動測試技術在實際測試的過程中受到的動態響應，可以由這些響應來對工程結構的可靠性進行評估。對于工程結構抗震性能的研究主要是通過對結構模型振動臺進行測試。振動試驗的研究也慢慢的引起了人們的重視，本文主要對工程建筑振動臺試驗模型測試結果與實際測試結果進行對比來驗證模型試驗的準確性。最后對工程未來振動臺測試的方向進行討論。

關鍵詞：工程結構 診斷 振動試驗 方法

一、無損檢測的現狀

工程建筑中最常用到的建筑材料就是混凝土，混凝土在施工現場進行配比、攪拌、成型、養護，每一個環節都會直接影響到混凝土的質量，隨之便會對整個工程結構造成一定的影響。混凝土在施工的過程中可能還會受到天氣的影響，完成施工之后，混凝土內部可能會出現不緊實、空洞以及裂紋等缺陷。這些問題便會直接影響到工程結構的耐久性。而無損檢測法便可以直觀的計算出混凝土出現的問題，然后進行處理。無損檢測法就是使工程結構在不受外力以及不對其性能影響的情況下直接進行物理量的測量，并通過這些物理量對混凝的的各項數據進行計算對比標準數據，來對工程結構的強度、連續性、均勻性以及耐久性進行評估。

目前無損檢測技術已經運用的比較熟練了，無損檢測法的優點有很多，主要是：a.可以全面的真實的反應工程結構的質量以及強度；b.對于工程結構的完整性不會造成影響；c.可對年代較久的建筑物進行測試；d.能對工程內部結構進行檢測；e.檢測方法方便；f.可以重復測試。

二、結構動態檢測法

對于工程故障檢測目前國內外研究的熱點主要是利用結構動態檢測，根據參數來判斷故障的大小。但是由于土木結構本身的原因以及外界條件的復雜性，還有很多材料的問題，使得這種測試方法比較困難復雜。所以目前主要是檢測工程結構比較簡單的結構，能夠實現簡單工程項目的故障檢測，并保證檢測結果的準確性。結構動態檢測法的主要原理是，當整個系統發生故障的時候，其傳遞函數也會跟著隨之變化，這會導致不同頻率的幅頻特性發生不同程度的變化，影響其他故障檢測的順利進行。此外，當檢測到系統存在故障之后，故障會對不同頻率進行不一樣的作用，有的會抑制，有的會增強，而且對于一些特殊的頻率成分會有特殊的抑制作用和增強作用。所以說，其輸出與正常系統相比有很大的不同，在實際應用的過程中需要根據實際診斷設備選擇相應的檢測方式和系統，從而保證診斷結果的準確性。除此之外，該方法不需要建立相應的系統模型，在很大的程度上減少了工作量，直接可以利用各種不同頻率成分進行故障的診斷，提高了診斷的效率，因此，加強工程結構故障診斷中結構動態檢測法的應用和研究是很有必要的。

三、工程故障檢測對振動臺應用分析

一般來說，在振動臺在長時間使用之后都會出現各種故障，這對振動臺的正常使用有很大的影響，所以說采取有效的故障檢測方法對振動臺的故障進行分析和檢測，并加強振動臺的維護工作是延長振動臺使用壽命的有效途徑之一。目前的工程故障檢測針對性振動臺主要是對其振動信號和疲勞損傷進行計算，并與標準值進行對比和分析，從而確定振動臺的故障位置及引發故障的主要因素，主要診斷的故障包括結構發生裂紋、松動、老化等等。在實際診斷的過程中需要注意下面幾點：首先，要測量出振動臺在正常情況下運行的固有頻率，然后以固有頻率為參考，進行觀測量結構的診斷，這樣可以對整個振動臺進行全方面的故障診斷，這也對振動臺的故障診斷來說是很有幫助的，而且適用范圍更加廣泛，在實際工作中有著廣泛的應用。在此基礎上，還會將振型作為參考標準進行故障的診斷，并建立相應的故障診斷方程，將相應的數據導入方程，計算機就可以直接進行數據的計算，并準確的分析出振動臺的故障問題及類型，有效的提高了振動臺的診斷效率和準確性。其次，在診斷方程建立的過程中可能遇到諸多問題，主要包括用臺勞級數展開法建立的以頻響函數為觀測量的故障診斷方程的建立等等，如果沒有專業的數學知識很難實現對方程的正確建立，而且不能保證建立方程的正確性，這對后期振動臺的診斷工作都有很大的負面影響。最后，對于振動臺大的試驗品可以根據實際的檢測環境，針對性的提出將振動診斷法和疲勞損傷相機和的方法進行振動臺的診斷，這樣不僅可以有效的分析振動臺在使用過程中出現的損壞，而且可以直接采取應對措施，預防振動臺后期發生更加嚴重的損壞。

四、結語

綜上所述，工程故障裝診斷法的主要檢測方法是結構動態檢測法，其在諸多設備檢測中有著廣泛的應用，尤其是在振動臺的故障檢測過程中有著重要的作用。本文通過對工程故障診斷的應用現狀及主要檢測方法進行分析，然后結合其在振動臺故障檢測中的應用，希望能有效的提高振動臺故障檢測的準確性，有效的延長振動臺的使用壽命。

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